A präsentation staiss mannheim 20 02 2011 dokumentation.frithjof staiss1

"Energiekonzepte für morgen""Energiekonzepte für morgen"

MetropolSolar-Konferenz & Energiewende-Infotag 2011 Mannheim, 20. Februar 2011

Mannheim 1 11.PRZ

Prof. Dr. Frithjof StaißZentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg

[email protected]; www.zsw-bw.de

Wind_To_SNG_2010.ppt

Sonne

WindGuD / BHKW

CO2-Speicher

Strom-netz

Gas-netz

Elektrolyse /H2-Speicher

Methanisierung

H2

CO2

CH4

VERSTROMUNG

STROMSPEICHERUNG

CO2

Untergrund-gasspeicher

H2

CO2

Strom H2 SNG

BEV FCEV CNG-V

Mobilität

Plug-In HEV Plug-In HEV

Power to Gas


Sonne

WindGuD / BHKW

CO2-Speicher

Strom-netz

Gas-netz


Methanisierung

H2

CO2

CH4

VERSTROMUNG

STROMSPEICHERUNG

CO2


H2

CO2

Strom H2 SNG

BEV FCEV CNG-V

Mobilität


Sonne

WindGuD / BHKW

CO2-Speicher

Strom-netz

Gas-netz


Methanisierung

H2

CO2

CH4

VERSTROMUNG

STROMSPEICHERUNG

CO2


H2

CO2

Strom H2 SNG

BEV FCEV CNG-V

Mobilität


Strom H2 SNG

BEV FCEV CNG-V

Mobilität


Power to Gas

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg - Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg - über 20 Jahre Forschung und Technologietransfer über 20 Jahre Forschung und Technologietransfer

ZSW Übersicht 2 10.PRZ

Photovoltaik – Dünnschichttechnologien

Photovoltaik – Systemtechnik

Brennstoffzellen- und Wasserstoff-Technologie

Elektrochemische Speicher- und Materialentwicklung

Regenerative Kraftstoffe und Reformierung

Systemanalyse und Politikberatung

Stuttgart Widderstall Ulm

ca. 25 Mio. € Umsatz, 180 Beschäftige (+100 Studierende)www.zsw-bw.de

Stuttgart Widderstall Ulm

Energiekonzept BReg 2 10.PRZ

FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ

Wie schnell soll es weitergehen? Wie schnell soll es weitergehen?

?

www.bmwi.de www.fvee.de


Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010

20052010

20152020

20252030

20352040

20452050

0

250

500

750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2.250

2.500

Ener

gieb

edar

f [M

rd. k

Wh/

a]

FVEE Szenario Mengengerüst 1 11.PRZ

Mengengerüst einer Mengengerüst einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren Energien bis 2050 100%-Versorgung mit Erneuerbaren Energien bis 2050

Geothermie Wärme

Wasserstoff/Methan

-16%

-28%

-36%-41%

Reduktion der Energienachfrage

Biomasse Wärme

Solare Wärme

Geothermie StromWasser

Wind

Photovoltaik

EE-Stromimport

Biomasse Strom

BenzinersatzDieselersatzFlugtreibstoff

100%

80%

51%

25%

7%

Anteil Erneuerbare

Energien

Wärme

Strom

Kraftstoffe

Wesentliche Merkmale

Deutliche Senkung des Wärmebedarfs von Gebäuden (energetische Sanierung, "Null-Emission"-Neubauten).

Ausbau von Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmenetzen.

Einsatz von therm. Speichern zum Heizen und Kühlen.

Ausbau der Stromerzeugung aus Wind und Sonne und des Imports von Regenerativstrom.

Kopplung von Stromerzeugung und Erdgasnetz durch Erzeugung von regenerativem Methan/Wasserstoff.

Einstieg in die regenerative Elektromobilität mit Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen.

Einsatz von flüssigen Biokraftstoffen vorrangig im Schwerlast- und Luftverkehr.

Reduktion des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen und Veränderung der Mobilitätsstruktur.

Lernkurven EE 1 10.PRZ

Die beiden Seiten der WirtschaftlichkeitDie beiden Seiten der Wirtschaftlichkeit

Entwicklung der Kosten

ErneuerbarerEnergien


konventionellerEnergien

FVEE RWI Preisentwicklung 2050 11.PRZ

Frage: Frage: Wer weiß, wie sich die Preise für fossile Energien entwickeln werden?Wer weiß, wie sich die Preise für fossile Energien entwickeln werden?

Antwort: Niemand!!!Antwort: Niemand!!!Quelle: Schiffer

Kosten der Energieimporte in Deutschland [Mrd. €]

US$/b


Die beiden Seiten der WirtschaftlichkeitDie beiden Seiten der Wirtschaftlichkeit


ErneuerbarerEnergien


konventionellerEnergien


Frage: Frage: Wer weiß, wie sich die Kosten erneuerbarer Energien entwickeln werden?Wer weiß, wie sich die Kosten erneuerbarer Energien entwickeln werden?

Graphik: FhG-IWES

EEG-Vergütung 2010 Wind an Land

EEG-Vergütung ab 1.10.2010

Zeit

Antwort: Niemand Antwort: Niemand genaugenau!!!!!!

FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ

20102015

20202025

20302035

20402045

2050-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

Summe Strom Wärme

Differenzkostenentwicklung des 100%-SzenariosDifferenzkostenentwicklung des 100%-Szenarios- Beispiel Strom- und Wärmeerzeugung - - Beispiel Strom- und Wärmeerzeugung -

Basisannahmen für fossile Energien im Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 210 US$2005 je barrel.Die Kosten für CO2-Emissionen steigen auf 70 € je Tonne.Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt

von etwa 6 ct/kWh auf 15 ct/kWh (entsprechend 2,3%/a).Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kWh auf 22 ct/kWh (entsprechend 2,0%/a).

Der Kostenschnittpunkt des Mixes Erneuerbarer Energien wird um das Jahr 2025 erreicht. Den Vorleistungen stehen langfristig erheblich höhere volkswirtschaftliche Gewinne gegenüber.

Vorleistungen

volkswirtschaftliche Gewinne

180 Mrd. €

-950 Mrd. €

20102015

20202025

20302035

20402045

2050-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

NiedrigpreisvarianteFVEE-Preisszenario

Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios bei praktisch Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios bei praktisch unveränderten Preisen für fossile Energien bis 2050unveränderten Preisen für fossile Energien bis 2050

bei sehr niedrigen Preisansätzen für fossile Energien verschiebt sich der Kostenschnittpunkt des Mixes der Erneuerbaren Energien um mehr als 10 Jahre und die Vorleistungen (positive Differenzkosten) verdoppeln sich in etwa. Das Maximum wird aber auch hier sehr wahr- scheinlich vor 2020 erreicht.


Vorleistungen



20102015

20202025

20302035

20402045

2050-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

NiedrigpreisvarianteFVEE-Preisszenario

20102015

20202025

20302035

20402045

2050-100

-50

0

50

100

150

200

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario

Gesamtausgaben für Energie* 2005: 212 Mrd. €

*einschließlich Kraftstoffe

absolut .... ..... und im Vergleich zu den Gesamtausgaben für Energie

Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios

Vorleistungen


FVEE JT 2 10.PRZ

Zwischenfazit Zwischenfazit

Eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich darstellbar.

Im FVEE-Szenario sind bereits bis 2050 die volkswirtschaftlichen Gewinne (Differenzkosten) 5-mal so groß wie die Vorleistungen.

Das Kostenrisiko ist begrenzt. Zwar verschiebt sich bei sehr niedrigen Energie- preisen die Differenzkostenkurve auf der Zeitachse, der Maximalwert verändert sich jedoch nicht wesentlich und liegt auch dann unterhalb von 10% der gesamten Energieausgaben.

Im Vergleich zur hohen Volatilität der Ölpreise ist die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien gut vorhersehbar....

....... sofern sich die Erneuerbaren auch international durchsetzen.

Unter den gesetzten, niedrige Preisannahmen belaufen sich im Jahr 2050 die Importkosten für Mineralöl, Erdgas und Steinkohle auf rund 57 Mrd. Euro

(d.h. ohne Kosten für CO2-Zertifikate).

Es besteht eine hohe Preissensitivität, die dann aber deutlich über das Jahr 2050 hinaus reicht und aufgrund der hohen Volatilität der Preise schwer vorhersehbar ist.

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

*

0

100

200

300

400

500

600

700

Entwicklung des Anteils Erneuerbarer Energien am Entwicklung des Anteils Erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch in verschiedenen Regionen Primärenergieverbrauch in verschiedenen Regionen

(1990=100) (1990=100)

EE 1990 2008 Welt EU D 10.PRZ

Der Erfolg Deutschlands beruht auf einem effizienten Zusammen- wirken von Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft und hoher Kontinuität!

Welt

Industrieländer

* vorläufige Werte, Anteile 2008: Welt: 12,8%, OECD: 6,9%, EU 27: 8,2%, Deutschland: 8,1% Quellen: BMU, Eurostat, IEA

EU 27

Deutschland

"Wer hätte das gedacht?" Erneuerbare Energien: aus der Nische in den Massenmarkt

Quelle: AGEE-Stat

Anlagenbestand Orientierungswerte, eigene AbschätzungBei Biomasse überwiegend Einzelöfen/Altanlagen)

Alle politischen Ziele zum Ausbau Erneuerbarer Energien in Deutschland wurden bisher übertroffen!

Der Inlandsmarkt für Erneuerbare Energien belief sich 2009 auf 37 Mrd. € Umsatz (davon 20 Mrd. € aus Investitionen in Neuanlagen und 17 Mrd. € aus dem Anlagenbetrieb).

> 21.000 Windenergieanlagen

ca. 5.000 Biomassestromanlagen

Biokraftstoff für ca. 3,5 Mio. Fahrzeuge.....

ca. 1.400.000 Solarthermieanlagenca. 600.000 Photovoltaikanlagen

ca. 350.000 Wärmepumpenanlagen

( ca. 14.000.000 Biomassefeuerungen)

installierte Anlagen zum Jahresende 2009

EE Entwicklung 1 11.PRZ

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%

Ant

eil a

m E

nden

ergi

ever

brau

ch

3,4%

10,3%

.....

Verdreifachung1999-2009

Ziel 18%bis 2020

Anteil am Endenergieverbrauch

Arbeitsplatzeffekte der Nutzung Erneuerbarer Energien

direkte Arbeitsplätze71,500

indirekte Arbeitsplätze85,500

EE Beschäftigung 2 10.PRZ

Nachrichtlich: importierte Vorleistungen 1,1 Mrd. €

Herstellung von Anlagen und Komponenten

Betrieb und Wartung *

506 Mio. €

547 Mio. €

667 Mio. €

547 Mio. €

399 Mio. €

502 Mio. €

339 Mio. €

49 Mio. €

339 Mio. €

Inländische VorleistungenGeräte d. Elektrizitätserzeugung, -verteilung u. Ä.

Maschinen

Unternehmensbezogene Dienstleistungen

Nachrichtentechnik, Rundfunk u. Fernsehgeräte, elektronische Bauelemente

Metallerzeugnisse

1 Mrd. €

0,9 Mrd. €

0,7 Mrd. €

0,6 Mrd. €

0,4 Mrd. €

7,2 Mrd. €

2,3 Mrd. €

davon Inland 100 %* zusätzlich 1,3 Mrd. € Brenn- u. Kraftstoffe

davon Absatz im Inland 72 %, Export 28 %

Herstellung von Anlagen und Komponenten

Betrieb und Wartung *

506 Mio. €

547 Mio. €

667 Mio. €

547 Mio. €

399 Mio. €

502 Mio. €

339 Mio. €

49 Mio. €

339 Mio. €

Inländische VorleistungenGeräte d. Elektrizitätserzeugung, -verteilung u. Ä.

Maschinen

Unternehmensbezogene Dienstleistungen

Nachrichtentechnik, Rundfunk u. Fernsehgeräte, elektronische Bauelemente

Metallerzeugnisse

1 Mrd. €

0,9 Mrd. €

0,7 Mrd. €

0,6 Mrd. €

0,4 Mrd. €

7,2 Mrd. €

2,3 Mrd. €

davon Inland 100 %* zusätzlich 1,3 Mrd. € Brenn- u. Kraftstoffe

davon Absatz im Inland 72 %, Export 28 %

2004 2009

0

100.000

200.000

300.000

Bru

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esch

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kt [A

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plät

ze]

WindenergieWasserkraft

PhotovoltaikBiomasse

SolarthermieGeothermie

ca. 157.000

ca. 340.000

57.000

128.000

64.000

64.700

17.000

102.000

* einschl. Sonstige (Forschung, öffentliche Verwaltung...)

Mehr als die Hälfte der Arbeitsplätze entsteht in vorgelagerten Sektoren. Seit 2004 hat sich die Zahl der Arbeitsplätze mehr als verdoppelt (einschl. Export).Auch "unter dem Strich" ist der (Netto-)Beschäftigungseffekt positiv.

Energiekonzept BReg 2 10.PRZ

"Das Energiekonzept, das am 28. September 2010 ... beschlossen wurde, ist das anspruchsvollste und konsequenteste Programm zur Zukunft der Energiever- sorgung, das es je in Deutschland gegeben hat. Es ist ein ... Meilenstein in der Wirtschaftsgeschichte unseres Landes. In seiner Verbindung aus ökologischen Zielen und ökonomischer Modernität werden wir damit sogar weltweit führend sein und die Märkte der Zukunft besetzen."

Brief von Bundesumweltminister Röttgen an die Mitglieder der Fraktionen CDU/CSU und der FDP im Deutschen Bundestag vom 29.9.2010

Kapazität 2009Kapazität 2000

Beispiel: weltweite Windenergienutzung(Entwicklung der installierten Leistung 1990-2009)

Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Institute

USA

Australien

Indien

ChinaJapan

Europa

< 10.000 MW< 5.000 MW

< 1.000 MW< 100 MW

< 100.000 MW

< 50.000 MW

< 2.500 MW

< 25.000 MW


Wind Welt 1990 2009 10.ppt


Beispiel: weltweite Windenergienutzung(Entwicklung der installierten Leistung 1990-2009)

Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Institute

USA

Australien

Indien

ChinaJapan

Europa

< 10.000 MW< 5.000 MW

< 1.000 MW< 100 MW

< 100.000 MW

< 50.000 MW

< 2.500 MW

< 25.000 MW


Heute werden weltweit ca. 1,6% des Strombedarfs aus Wind gedeckt.Der Windmarkt wächst seit 10 Jahren mit durchschnittlich 30 % pro Jahr

und damit 15 Mal so schnell wie der gesamte Stromverbrauch. 2009 waren 159.000 MW Windleistung installiert, 2014 werden es bereits 450.000 MW sein.

Bereits für das Jahr 2020 ist absehbar, dass weltweit 10% des gesamten Strombedarfes aus Wind gedeckt werden können.

Wind Welt 1990 2009 10.ppt

Die Deutsche Windindustrie ist gut aufgestellt:

Umsatz: 6,4 Mrd. Euro

Exportquote: 75 %

Anteil am weltweiten Umsatz: 17,5 %

Arbeitsplätze: 100.000

IEA WEO 1 10.PRZ IEA WEO 1 10.PRZ

www.iea.org

IEA WEO CO2 Szenarien 3 10.PRZ

Quelle: IEA World Energy Outlook 2010

Im Referenzszenario steigen die jährlichen weltweiten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2035 um etwa 50%!

Langfristig (nach 2100) erhöht sich die Treibhausgaskonzen- tration von etwa 420 ppm auf bis zu 1.000 ppm CO2.

Weltweite, energiebedingte COWeltweite, energiebedingte CO22-Emissionen -Emissionen in den Szenarien der Internationalen Energie Agentur in den Szenarien der Internationalen Energie Agentur

CO2-Emissionen (Mrd. t = Gt)

Current Policy

43 Gt

28 Gt Notsu

staina

ble!

Das verbleibende CO2-Emissionskontingentfür das Erreichen des 2°C-Ziels bis 2050 beträgt rund 700 Gt CO2*

* IPCC 2007, PIK

IEA WEO CO2 Szenarien 3 10.PRZ

Quelle: IEA World Energy Outlook 2010

Im Referenzszenario steigen die jährlichen weltweiten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2035 um etwa 50%!

Langfristig (nach 2100) erhöht sich die Treibhausgaskonzen- tration von etwa 420 ppm auf bis zu 1.000 ppm CO2.

Weltweite, energiebedingte COWeltweite, energiebedingte CO22-Emissionen -Emissionen in den Szenarien der Internationalen Energie Agentur in den Szenarien der Internationalen Energie Agentur

CO2-Emissionen (Mrd. t = Gt)

Current Policies

43 Gt

28 GtNot

susta

inable

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Im 450 ppm CO2 ("2°C")-Szenario steigen die CO2-Emissionen noch für einige Jahre, sinken aber in 15 Jahren unter das heutige Niveau. Bis 2050 wird eine Reduktion um 50% erreicht (14,5 Mrd. t)!

22 Gt

450 ppm-Szenario

New Policies

Im New Policies-Szenario werden zusätzliche Maßnahmen berücksichtigt, die bereits angekündigt, aber noch nicht umgesetzt wurden (z.B. nationale CO2-Minderungsziele, Ziele zum Abbau von Subventionen für fossile Energien). Das New Policies-Szenario wird von der IEA im World Energy Outlook relativ stark ins Zentrum der Betrachtung gestellt.

35 Gt

Weltenergieszenarien der Internationalen Energie Agentur bis 2035 Weltenergieszenarien der Internationalen Energie Agentur bis 2035

IEA WEO EE 11.PRZ

Entwicklung Erneuerbarer Energien im New Policy- und 450 ppm (2°C)-Szenario Entwicklung Erneuerbarer Energien im New Policy- und 450 ppm (2°C)-Szenario

2008 2015 2020 2025 2030 20350

2.0004.0006.0008.000

10.00012.00014.00016.00018.00020.00022.00024.00026.00028.00030.00032.00034.000

Stro

mer

zeug

ung

[TW

h/a]

Fossile EnergienKernenergieMeeresenergienSolarth. KraftwerkePhotovoltaik

GeothermieWindBiomasse/AbfallWasserkraft

EE ges. 18%

EE ges. 46%*

Stromerzeugung

Wind: 13%Wind: 13%

PV: 4%PV: 4%

Solarth. KW: Solarth. KW: 3%3%

nachrichtlich: der Anteil am Primärenergieverbrauch verdoppelt sich im 450 ppm-Szenario von 13% auf 26%

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

Zuba

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[MW

]

Zubau an Kraftwerksleistung

Mit dem Ausbau Erneuerbarer Energien im Strommarkt ist bis 2035 je nach Szenario ein Investitionsvolumen 5.700 - 6.900 Mrd. US$ verbunden!

Dies sind über 60% der weltweiten Kraftwerksinvestitionen!

2008-2020 2008-2035

450 ppm-Szenario

New Policy-Szenario

450 ppm-Szenario

700.000 MW

1.300.000 MW

* reg. Stromanteil im New Policy-Szenario 2035: 32%

400.000 MW

900.000 MW

Desertec 10 en.ppt

Das europäische “Super Grid” –Eine Vision der künftigen Stromversorgung

EEG Vergütung PV EEG 3 10.PRZ

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Verg

ütun

gssa

tz a

b In

betr

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ejah

r [ct

/kW

h*] Motivation: Innovation anreizen und (Differenz-)Kosten senken.

Ziel: Halbierung der Kosten innerhalb weniger Jahre.

Risiken:Markteinbruch, Verlust der Angebotsvielfalt durch Marktbereinigung

Chancen: 1. Solarstrom vom Dach für 20 ct/kWh1. Solarstrom vom Dach für 20 ct/kWh (Netzparität). (Netzparität).

2. Solarstrom im Sonnengürtel der2. Solarstrom im Sonnengürtel der Erde für unter 10 ct/kWh und damit Erde für unter 10 ct/kWh und damit weltweiter Einstieg in einen Massenmarkt! weltweiter Einstieg in einen Massenmarkt!

Entwicklung der Vergütungssätze nach

dem EEG für neu in Betrieb gehende Anlagen als

Indikator für die Stromgestehungskosten

*nominale Werte, erwartete Degression 2012: 13%, 2013: 21%, ab 2014: mindestens 9%

Durch degressive Vergütungssätze für Neuanlagen im EEG Durch degressive Vergütungssätze für Neuanlagen im EEG Erneuerbare Energien in die Wirtschaftlichkeit führen (Beispiel Photovoltaik)!Erneuerbare Energien in die Wirtschaftlichkeit führen (Beispiel Photovoltaik)!

Stromgestehungs-kosten bei doppelter Einstrahlung

2 Liter, Null Emissionen

2 Liter Null Emission 09.PRZ

PV Elektromobilität EnBW 08.PRZ

Graphik: EnBW 12/2008

PV Elektromobilität 2 10.PRZ

Beispiel: Solare Elektromobilität Beispiel: Solare Elektromobilität als neues Marksegment für Kombinationen aus als neues Marksegment für Kombinationen aus

regenerativer Stromerzeugung, Stromspeicherung und Anwendungregenerativer Stromerzeugung, Stromspeicherung und Anwendung

Ökologische ArgumenteBeispiel Flächenbedarf für regenerativ gespeiste Mobilität:Biodiesel (ohne Gutschrift für Koppelprodukte): 10.000 m2

Wasserstoff aus Biomasse 1.000 m2

Wasserstoff aus Photovoltaik: ca. 60 m2

Photovoltaik-Strom vom "eigenen Dach": < 20 m2

Ökonomische ArgumenteBeispiel Kosten* Photovoltaik-Stromkosten 2015: ca. 18 ct/kWhStrombedarf Kfz : 15 kWh/100kmElektrizitätskosten je 100 km : 2,70 €/100 km(* ohne Berücksichtigung höherer Anschaffungskosten für die Fahrzeuge)


Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010

Reg Kombikraftwerk 1.10.PRZ

Wir brauchen eine bessere Vernetzung Erneuerbarer Energien untereinander und mit konventionellen Kraftwerken.

Es geht allerdings nicht um eine Systemintegration! Auch der konventionelle Kraftwerkspark und die Stromnachfrage müssen flexibler werden.

Wir brauchen einen erweiterten Einstieg in die SystemtransformationWir brauchen einen erweiterten Einstieg in die Systemtransformation

Technische Herausforderung durch fluktuierende Erneuerbaren Energien Technische Herausforderung durch fluktuierende Erneuerbaren Energien

installierte Leistung 2009ca. 25.700 MW Wind onshore 0 MW Wind offshoreca. 9.800 MW Photovoltaikca. 35.500 MW gesamt

installierte Leistung 2020+ca. 35.000 MW Wind onshore ca. 10.000 MW Wind offshoreca. 50.000 MW Photovoltaikca. 95.000 MW gesamt

Wichtige Randbedingungen:1. NetzebenenSolarstrom fällt vor allem im Niederspannungsnetz an (2009: 600.000 Anlagen).Windstrom fällt im Mittel und Hochspannungsnetz an (2009: 21.000 Anlagen).2. Kurzzeitige und saisonale Schwankungen

Netzhöchstlast in Deutschland ca. 75.000 MWNetzhöchstlast Sommersonntag ca. 45.000 MW

WM 14 01 11.PRZ

Beispiel Stromnachfrage 25./26.12.2009

60% Last-deckung

durch Wind

Residuallast

Technische Herausforderung durch fluktuierende Erneuerbaren Energien Technische Herausforderung durch fluktuierende Erneuerbaren Energien Maßnahmen zum Ausgleich kurzfristiger ErzeugungsschwankungenMaßnahmen zum Ausgleich kurzfristiger Erzeugungsschwankungen

Chancen liegen in der Umsetzung sog. smart grids, der Entwicklung, der Bereitstellung von Infrastruktur (z. B. Elektrotankstellen) und des Managements von Elektromobilität (bis 2020 ca. 1 Mio. Elektrofahrzeuge)dem Bau und der Bewirtschaftung von Speichern,....

Quelle: MeRegio

Redox flow-BatteriePumpspeicher

Kurzzeit EE Ausgleich 1.11.PRZ

Pumpspeicher Atdorf 10.PRZ

Turbinenleistung: 1.400 MWInvestitionsvolumen: > 700 Mio. €Arbeitsvermögen: 0,013 TWhBauzeit: 4,5 JahreMöglicher Baubeginn: 2014Eröffnung des Raum-

ordnungsverfahrens: 9.4.2010

Speicherkapazität im Stromnetz: 0,07 TWh(+ 0,006 TWh / 1 Mio. Batteriefahrzeuge)

⇒ Lösungsansatz: Verknüpfung von Strom- und Erdgasnetz

Speicherkapazität im Gasnetz: 191 TWh(Verdoppelung geplant)


Hintergrund:Im Jahr 2020 werden voraussichtlich mindestens 120 TWh Strom bzw. 20% des gesamten Strombedarfs in Deutschland aus Wind und Photovoltaik erzeugt. Zur zeitlichen Pufferung von Angebot und Nachfrage reichen die bestehenden Speicherkapazitäten im Stromnetz keinesfalls aus.

Maßnahmen zum Ausgleich saisonaler ErzeugungsschwankungenBeispiel: “Power to Gas”-Konzept

Quelle: Focus, 15.3.2010

Power to Gas Focus 10.PRZ

GuD: Gas- und Dampfkraftwerk

BHKW: Blockheizkraftwerk

EV: Electric Vehicle

BEV: Battery Electric Vehicle

FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle

CNG-V: Compressed Natural Gas Vehicle

Plug-In HEV: Plug-In Hybrid Electric Vehicle

(especial: Plug-In Electric Drive Motor Vehicles / Range-Extended Electric Vehicle)

Sonne

WindGuD / BHKW

CO2-Speicher

Strom-netz

Gas-netz


Methanisierung

H2

CO2

CH4

VERSTROMUNG

STROMSPEICHERUNG

CO2


H2

CO2

Strom H2 SNG

BEV FCEV CNG-V

Mobilität



“Power to Gas” – KonzeptSpeicherung von fluktuierender regenerativer Stromerzeugung

Wirkungsgrad „Strom zu Strom“ ca. 36%

Elektrofahrzeuge 11 10.PRZ

Quellen: Daimler, General Motors

Batterie- oder (und) Brennstoffzellen-Antrieb?Batterie- oder (und) Brennstoffzellen-Antrieb?.... auf die Anwendung kommt es an..... auf die Anwendung kommt es an.

BEV = battery electric vehicleE-REV = extended range electric vehicleFCEV = Brennstoffzellen-Fahrzeug

Elektrofahrzeuge Szenario 11.PRZ

Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität undNationaler Entwicklungsplan Elektromobilität undmögliche Entwicklung des Bestandes an Elektrofahzeugen mögliche Entwicklung des Bestandes an Elektrofahzeugen

Quelle: ZSW

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

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50

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io] "Um im internationalen Wettbewerb

zu bestehen, muss Deutschland zum Leitmarkt Elektromobilität werden..."

Ziele 2020: 1 Mio. Elektrofahrzeuge 2030: >5 Mio. Elektrofahrzeuge 2050: überwiegender Verkehr in Städten

"Der Weg zu einer weitgehend CO2-freien Mobilität muss konsequent weiter gegangen werden. Die Bundesregierung wird hierzu im Rahmen des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität und darüber hinaus alle notwendigen Anstrengungen unternehmen."

Die Märkte der Zukunft sind Die Märkte der Zukunft sind "grün""grün"- Chancen für Baden-Württemberg -- Chancen für Baden-Württemberg -

EE BaWü Mc Kinsey Innovationsrat10.PRZ

Juli 2010 September 20104 große Themenfelder:

Nachhaltige Mobilität Umwelttechnologie und Ressourceneffizienz Gesundheit und Pflege Embedded Systems und IT-Dienstleistungen.

könnten bis 2020 zu einem Wachstum von 2,5%-3,0% p.a. führen.

Wahlprogramme Parteien BaWü 2011 11.PRZ

Aus den Wahlprogrammen der Parteien zur LandtagswahlAus den Wahlprogrammen der Parteien zur LandtagswahlBaden-Württemberg 2011Baden-Württemberg 2011

"Den erneuerbaren Energien gehört die Zukunft.... Die Zielmarke von 20 Prozent ... im Jahr 2020 ist für uns nur eine Untergrenze, die wir weit übertreffen wollen. Dazu werden wir ... das Energiekonzept 2020 ... zu einem umfassenden Konzept für das Zieljahr 2050 weiterentwickeln. Bis zu diesem Zieljahr sollen die erneuerbaren Energien mindestens 80 Prozent zur Energieerzeugung im Land beisteuern."

"Unser Leitziel ist die Umstellung der Energieerzeugung auf 100 Prozent erneuerbare Energien. Besondere Chancen sehen wir dafür im dezentralen, wohnortnahen Ausbau der Energieerzeugung."

"Bis 2020 wird der Anteil der Erneuerbaren Energien etwa 40 Prozent an der gesamten Bruttostromproduktion betragen. Im Jahr 2050 soll die gesamte in Baden-Württemberg produzierte Strommenge aus Erneuerbaren Energien stammen."

"Die wichtigste Strategie, um die Versorgung Deutschlands mit Energie für die Zukunft "Die wichtigste Strategie, um die Versorgung Deutschlands mit Energie für die Zukunft sicherzustellen, bleibt ein breiter Mix aus erneuerbarer Energie, Kernkraft, Öl, Kohle und Gas."sicherzustellen, bleibt ein breiter Mix aus erneuerbarer Energie, Kernkraft, Öl, Kohle und Gas."

"Die Energieversorgung der Zukunft muss ausschließlich auf einer intelligenten Mischung erneuerbarer Energien basieren.... Wir wollen, dass bis zum Jahr 2035 die gesamte Stromerzeugung in Baden-Württemberg ausschließlich mit erneuerbaren Energien erfolgt."

100%-Erneuerbare-Energien-100%-Erneuerbare-Energien-Regionen Regionen

100 Prozent Kommunen 11.PRZ

100%-EE-Regionen

Starterregionen

Quelle: Moser, deENet, Stand 09/2010

Gesamtbilanz: Ist-Zustand, Ziele, Handlung

auf dem Weg zur Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien

Keine Insellösung (Netzverbund)

Dynamisches Wachstum

.....

Kriterien

EEG Fazit 1 10.PRZ

Wir werden nicht an unseren Wir werden nicht an unseren Zielen gemessen, sondern an Zielen gemessen, sondern an

unseren Erfolgen!unseren Erfolgen!

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